收稿日期:2008-01-10
作者简介:王玉芳,女,1994年7月毕业于石油大学(华东)开发系采油工程专业,现主要从事石油地质综合研究。地址:(257000)山东省胜利油田井下鲁胜石油开发有限责任公司,E -mail:sdsl w yf@s ohu .com
开采工艺
高泥质疏松砂岩酸化防砂工艺技术研究
王玉芳,闫燕华,曹东星
(胜利油田鲁胜石油开发有限责任公司)
王玉芳等.高泥质疏松砂岩酸化防砂工艺技术研究.钻采工艺,2008,31(3):54-56
摘 要:针对胜利油田桩西滩海地区高泥质疏松砂岩实施常规防砂产生的堵塞问题,提出并实施了酸化防砂技术,重点讨论了堵塞原理及该项工艺的室内模拟解堵试验结果。生产实践及室内研究表明,在桩106块采用常规的方法难以取得较好的效果,必须把防砂工艺与解堵工艺结合起来,才能达到比较理想的效果。
关键词:疏松砂岩;酸化;防砂;污染;解堵
中图分类号:TE 357.2 文献标识码:A 文章编号:1006-768X (2008)03-0054-03
一、解堵防砂技术室内研究
11桩106块储层黏土矿物分析
储层黏土具有阳离子交换、水化作用、絮凝以及吸附有机化合物等特性,而且黏土在岩石中的存在形式一般呈颗粒覆盖、粒间搭桥或在空隙中疏松填充,因此很容易与外来流体接触,发生各种物理化学反应,产生诸如水敏、酸敏、分散运移等损害作用,降低储层渗透率。另外,储层黏土的成份和含量在地层产生堵塞及酸化后产生二次沉淀的过程中起着十分重要的作用。一般黏土矿物的主要成份为高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石四种,其中高岭石、伊利石和绿泥石在地层流体的冲刷下分散、运移产生堵塞,而蒙脱石因其独特的分子结构决定了它即可以吸水膨胀又可以分散、运移产生堵塞,因此它对地层的伤害最大。采用X 衍射对桩106块储层黏土的主要成份进行分析,分析结果见表1。由表1可以看出,桩106块储层黏土主要成份为蒙脱石,因此,在作业过程中如果水进入地层很容易产生黏土膨胀,另外,在生产过程中黏土颗粒随流体运移、堆积也很容易封堵储层空隙结构喉道。黏土含量高及黏土中蒙脱石含量高是桩106块防砂过程中及防砂以后较容易产生堵塞的主要原因。
表1 桩106块黏土主要组分含量
黏土总量
(%)
蒙脱石(%)
伊利石(%)
高岭石(%)
绿泥石(%)
15.4
61.1
13.25
16.1
9.5
21储层敏感性评价实验
对桩106块岩样的敏感性进行评价,实验结果见表2。根据标准规定桩106块为中等偏强速敏、中等强度水敏、中等偏强酸敏和弱碱敏储层。
表2 储层敏感性评价结果
评价项目
速敏水敏酸敏碱敏D K 渗透率损害率(%)
56.8
62.7
57.5
8.6
31解堵液体系优选
106块高泥质储层专用解堵剂Z X106-A 是根
据桩106储层特点引进的,在引进Z X106-A 高泥质解堵剂之前在室内做了大量的评价实验,并结合黏土矿物分析、敏感性评价和金属滤解剖分析结果及现场试用效果,对Z X106-A 解堵剂配方进行了调整,然后在桩106块推广应用。311 溶蚀率测定
据有关资料及近几年使用的酸液采用5种配方(见表3)进行实验,取一定量的酸液和岩心,测定不同酸液配方在不同时间下的溶蚀率,绘制曲线(见图1)。由图1可以看出当HF 浓度增大时反应速度加快,溶蚀率升高,HF 浓度过大时与储层过度反应容易破坏近井地带地层骨架也容易产生二次沉淀(一般HF 浓度选用1%~3%),因此即使对桩106块这样高泥质含量砂岩也不易采用HF 浓度过高的土酸进行酸化。从图1中看出,5号样品与岩心反应速度较慢,但最终溶蚀率与土酸接近,这是因为5号样品解堵剂主要成份为氟硼酸,由于氟硼酸是靠
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钻 采 工 艺
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May 2008
自身的水解生成HF 来与地层黏土进行反应,因此可以延缓反应速度,起到深部解堵的作用。
表3 解堵液体系配方
序号
酸液配方
1号8%HCl +3%HF +2%DM -10+2%GZ -01+015%ZX -11+1%柠檬酸+215%HY
2号8%HCl +2%HF +2%DM -10+2%GZ -01+015%ZX -11+1%柠檬酸+215%HY
3号8%HCl +1%HF +2%DM -10+2%GZ -01+015%ZX -11+1%柠檬酸+215%HY
4号8%HCl +2%DM -10+2%GZ -01+1%柠檬酸+215%HY 5号
25%FHG 缓速酸
312 测定残酸pH 值变化
酸化后如果残酸pH 值上升过快,酸液溶解污
染物和矿物后的产物就会再次沉淀重新堵塞孔道,因此残酸的pH 值变化规律对酸液的选择十分重要。本次实验采用表3中的2号(主要成份为土酸)和5号(Z X106-A 高泥质解堵剂)酸液配方,取一定量的岩心测定溶蚀后残酸pH 值的变化,绘制曲线(见图2)。由图2看出土酸与岩心反应后pH 值迅速上升,而缓速酸溶解岩心后可使残酸较长时间保持较低的pH 值,这也是因为氟硼酸缓慢水解延缓了溶蚀反应速度,由于pH 值升高时会产生Na 2SiF 6、K 2SiF 6、Na 2A lF 6、K 2A lF 6、CaF 2等沉淀,因此缓速酸的这种特性可有效的减缓酸化后二次沉淀。
41解堵液与残酸液对涂料砂固结强度和渗透率影
响程度评价
为了考察并模拟现场酸化与防砂结合施工工艺的两种方式(先进行酸化,后进行涂防;先进行涂防,后进行酸化)对涂料砂固结强度和渗透率的影响,进行了以下试验。411 酸液影响涂料砂固结强度和渗透率试验
试验酸液为6%HCl +115%HF +添加剂,涂料砂为014~018mm 的酚醛树脂涂料砂。实验结果见表4和表5。
表4 酸液对涂料砂固结强度影响试验数据表验序号1
#
2
#
3
#
4
#
抗压强度(MPa )5.205.115.185.13抗折强度(MPa )
2.28
2.03
2.21
2.20
表5 酸液对涂料砂渗透率影响实验数据表渗透率(μm 2)
K 水K 酸K ′
水1#26.5026.8727.032#22.3422.4522.503#24.1824.2724.354
#
21.67
21.69
21.83
注:表4和表5中涂料砂固结方式分别为:1#—涂料砂在酸中浸泡固结;2#—涂料砂在酸中浸泡1h 后,用自来水顶替出酸液后在水中固结;3#—涂料砂在自来水中浸泡1h
后,用酸液顶替出自来水后在酸液中固结;4#—涂料砂在自来水中浸泡固结。
表4结果表明,涂料砂在酸液中与在水中固结后的抗压强度在511~512MPa 之间,抗折强度在2103~2128MPa 之间,说明酸液对涂料砂固结强度基本没有影响。由表5看出在酸液中与水中固结后的涂料砂岩心通酸对渗透率没影响,原因是低浓度土酸对涂料砂溶蚀率小,不能增大涂料砂岩心的渗流孔隙。说明现场采取先防后酸结合施工工艺不会对涂料砂充填层产生不良影响。412 残酸液影响涂料砂固结强度和渗透率试验取90℃水浴中地层砂样与试验酸液反应4h 后顶替出的残酸,作为评价影响涂料砂固结强度和渗透率试验用残酸,试验结果见表6和表7。
表6 残酸液对涂料砂固结强度影响实验数据表实验序号1
#
2#
2
#
抗压强度(MPa )5.295.115.18抗折强度(MPa )
2.28
2.03
2.21
由表6和表7结果可以看出,残酸液对涂料砂固结强度和渗透性基本不影响。说明现场采取先酸后防结合施工工艺不会对涂料砂充填层的防砂性能产生不良影响。
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55?第31卷 第3期
Vol .31 No .3
钻 采 工 艺
DR I L L I N G &PRODUCTI O N TECHNOLOGY
表7 残酸液对涂料砂渗透率影响实验数据表渗透率(μm 2)
K 水
K 酸
K ′
水1#25.0525.8725.932#23.4323.4524.713
#24.0924.3624.58
注:表6和表7中涂料砂固结方式分别为:5#—涂料砂在残酸中浸泡固结;6#—涂料砂在残酸中浸泡1h 后,用自来水顶替出残酸液后在水中固结;3#
—涂料砂在自来水中浸泡
1h 后,用残酸液顶替出自来水后在残酸液中固结。
51解堵防砂工艺优选
目前在桩106块采用的防砂工艺主要有:金属滤、涂料砂和砾石充填防砂。一般储层出砂量较少(每米出砂量小于015m 3)时采用金属滤防砂。对于地层出砂较为严重的井主要采用了涂料砂防砂和砾石充填防砂,由于采用砾石充填防砂相对于涂料砂防砂有效期较长、堵塞程度较低,因此2001年以后对于出砂严重的井以砾石充填防砂为主。
在桩106块,由于黏土含量高及黏土中易膨胀的蒙脱石含量高导致防砂过程中以及防砂以后较容易产生堵塞,因此,无论采用那种防砂方式一般都需要与相应的解堵措施配合。目前采用的解堵液主要有3种:①防膨液解堵。主要用于解除金属滤内外细纱和黏土堵塞;②土酸。用于解除近井地带污染堵塞;③Z X106-A 高泥质解堵剂。用于解除深部
污染堵塞。
二、现场实施情况
1999~2004年在桩106块馆陶组油藏主要采
用了砾石充填、涂料砂、金属滤3种防砂方式并配合使用优选的解堵剂实施解堵防砂工艺,共实施41井
次,降产幅度由实施该技术之前的41%降低到目前618%,防砂有效率由68%提高到9012%。
三、结论
(1)桩106块储层黏土含量较高,且黏土中容
易吸水膨胀的蒙脱石含量高,储层敏感性较强,为中
等偏强速敏、中等强度水敏、中等偏强酸敏和弱碱敏储层,以上因素是防砂过程中以及防砂以后容易产生堵塞的主要原因。
(2)桩106块采用以氟硼酸为主要成份的解堵剂,其各项评价指标均优于常规土酸。
(3)酸液、残酸对涂料砂固结强度、抗折强度及渗透率没有影响。
(4)在桩106块采用常规的方法难以取得较好的效果,必须把各种防砂工艺与解堵工艺结合起来,采用解堵防砂工艺才能达到比较理想的效果。
(编辑:黄晓川)
(上接第53页)u 0[d 50]
—粒径等于非均匀砂的中值粒径d 50的单个砂沉降末速,m /s;u 1—非均匀砂粒在流速
为u l 的流体中的平均沉降速度(粒径在d s (i +1)到
d s (n )间),m /s;u 2—非均匀砂粒在流体中的平均沉降速度(粒径在d s (1)到d s (n )间),m /s;u 3—非均匀砂粒在流体中的平均沉降速度,m /s 。
参考文献
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(编辑:黄晓川)
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tive.The average bore dia meter of clas olite reservoir is40250μm. The coordinate nu mber bet w een hole and thr oat is s mall.The types of pore are firstly intergranular pore,and,secondly the intergranu2 lar diss olved pore w ith fine thr oat,s o the da mage caused by the a2 bove reas ons is hard t o retrieve in this reservoir.
Key words:reservoir,da mage fact or,geol ogic characteris2 tic,experi m ental analysis
DO NG Y ue,graduated fr om South west Petr oleu m University in1990,and obtained master′s degree of Xi′an Shiyou University in2005,is engaged in the research on l ow p ressure and l ow per2 meability reservoirs devel opment.
Add:Petr oleu m Engineering Acade my of Xi′an Shiyou Uni2 versity,Xi’an City710065,Shanxi Pr ovince,P.R.China Tel:+86229288382318 E2ma il:ttli@https://www.wendangku.net/doc/723369483.html,
M ETH OD O F D ETER M I NAT I O N SAFE T I M E O F PR OD UC I NG W I TH SAN D I N VERT I CAL W E LL B O RES TANG L i a ng1,YI N Yanling2and ZHANG Zhenglin3(1. School of Energy Res ources,China University of Geosciences (Beijing);2.Shengli O ilfield Geol ogical Science I nstitute,SI N2 OPEC;https://www.wendangku.net/doc/723369483.html,PC Research I nstitute of Petr oleu m Exp l orati on&De2 vel opment),D PT31(3),2008:51-53
Abstract:Pr oducing w ith sand is often used in sandst one reservoir.This technique has greatly increased the capability of p r oducing oil in wells.It is very i m portant t o deter m ine the oilwell ’s safe p r oducing ti m e.Based on the theory of s olid2liquid t w o2 phase fl ow,this paper p redicted the height of sand colu mn in per hour w ith s ome si m p le experi m ents and deter m ined the well’s safe ti m e,which supp lied s ome guide t o the sand contr https://www.wendangku.net/doc/723369483.html,bined w ith the data of one typ ical p r oducti on well,the calculati on results app r oached t o the p ractical situati on of the well.
Key words:vertical wellbore,settling vel ocity,p r oducing w ith sanding,sand colu mn height
TANG L i a ng,born in1974,is studying his doct or’s degree in China University of Geosciences(Beijing),being engaged in the research on oil/gas field devel opment.
Add:Doct or Grade2006,School of Energy Res ources,Chi2 na University of Geosciences(Beijing),Haidian D istrict100083, Beijing,P.R.China
Cell phone:136******** E2ma il:tangliangyyl@https://www.wendangku.net/doc/723369483.html,
RESEARCH O N SAND CO NTROL TECHNOLO G Y I N LOO SE ARG I LLACE O US SAND ST O NE AC I D I Z I NG W ANG Y ufang,Y AN Yanhua and CAO Dongxing(Shengli O ilfield Lusheng Petr oleu m Devel opment Co.L td.),D PT31 (3),2008:54-56
Abstract:According t o the p lugging p r oble m s caused by con2 venti onal sand contr ol technol ogy in l oose argillaceous sandst one in Zhuangxi area of Shengli O ilfield,the paper put f or ward acidizing sand contr ol technol ogy,analyzed the p lugging p rinci p le and the test result of si m ulati on br oken down.Pr oducti on p ractice and lab
research result p r oved that using conventi onal sand contr ol method couldn’t obtain good result,sand contr ol technol ogy and br oken down technol ogy must combine t o achieve the ideal effect.
Key words:l oose sandst one,acidizati on,sand contr ol,pol2 luti on,br oken down
W ANG Y ufang(fe m a le),graduated fr om O il Pr oducti on Depart m ent of Petr oleu m University of China(East China)in 1994,is engaged in the research on petr oleu m geol ogy.
Add:Shengli O ilfield Lusheng Petr oleu m Devel opment Co. L td.,Dongying City257000,Shandong Pr ovince,P.R.China E2ma il:sdsl w yf@s https://www.wendangku.net/doc/723369483.html,
FRACTUR I NG TECHNOLO G Y O F PENG LA I ZHEN FO R M AT I O N I N M AJ I NG GAS F I E LD O F W EST S I2 CHUAN
J I NG Quanyuan1,T AN M ing wen1,2,ZHANG Shaobin1, WANG M inggui1and G ONG N ing3(1.Downhole Service B ranch, South west Company of Petr oleu m Engineering,Sinopec;2.Post2 graduate School of South west Petr oleu m University;3.Center Si2 chuan O il/gas Field,S outh west O il/gas Field Co.),D PT31 (3),2008:57-59
Abstract:The Penglaizhen gas reservoir of Majing Gas Field in W est Sichuan is typ ical l ow per meability tight sand reservoir. Due t o comp licated reservoir conditi on,the fracturing result was not obvi ous,and the success rati o and effectiveness of fracturing measure was l ower.Since2005,w ith the research and app licati on of l ow da mage fracturing liquid,multi p le fracturing,fracturing w ith fiber support agent and linear fracturing etc.technol ogies, the residual fluid content of fracturing fluid was reduced t o16%, and the success rati o and effectiveness of measure ment were i m2 p r oved t o90%and86.6%separately.The average increased p r o2 ducti on of single well is up t o12.62ti m es,the good increase p r o2 ducti on result had been achieved in M ajing Gas Field with fractu2 ring technol ogy.
Key words:Penglaizhen f or mati on,l ow da mage,multilayer fracturing,fiber fracturing,linear fracturing
J I NG Quanyuan(eng ineer),born in1974,graduated fr om South west Petr oleu m I nstitute in1998,is engaged in the manage2 ment of p r oducti on technol ogy.
Add:Downhole Service B ranch,S outh west Company of Pe2 tr oleu m Engineering,Sinopec,112Huihe Street,Deyang City 618000,Sichuan Pr ovince,P.R.China
Tel:+86283822406230 E2ma il:jqyyxj@https://www.wendangku.net/doc/723369483.html,
STU DY O N O PT I M I ZAT I O N O F COM P L ET I O N M ETH OD S BASE D O N THE GRE Y THE O R Y
W ANG Zh i m i n g,AN Lei and W E I J ianguang(Petr oleu m Engineering I nstitute,China University of Petr oleu m(Beijing)), D PT31(3),2008:60-63
Abstract:Considering the p resence of the err ors,discretizing the fact ors in s ome extent and combinati on,and the p r oductivity
?
5
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Vol.31No.3M arch2008DR I L L I N G&PRODUCTI O N TECHNOLOGY